生活污水高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)急處理改良型SBR工藝

1、工程概況

為保持良好的城市區(qū)域水生態(tài)環(huán)境，黑臭水體的治理及消除成為城市水體環(huán)境整治的重要環(huán)節(jié)。由于廣東某城市人口密集度高，生活污水排放量大，城市受納水體（河涌、湖泊）的自凈能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其所接納的生活污水污染負(fù)荷，水質(zhì)極易長(zhǎng)期保持黑臭狀態(tài)，影響城市水體生態(tài)景觀。因此，生活污水的有效達(dá)標(biāo)處理顯得尤其重要。然而，當(dāng)前該城市配套污水管網(wǎng)的輸送能力與污水廠的處理能力低于城市的實(shí)際需求，新建管網(wǎng)及污水廠存在滯后問題，使得城市生活污水的旁路應(yīng)急處理需求劇增，并強(qiáng)調(diào)應(yīng)急處理技術(shù)具有建設(shè)投產(chǎn)快、處理標(biāo)準(zhǔn)高、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)?；诖耍砸惑w化改良型SBR工藝為基礎(chǔ)，本文設(shè)計(jì)了一套處理規(guī)模為20000m3/天生活污水應(yīng)急處理工程，并通過近5個(gè)月的工程運(yùn)行來驗(yàn)證該工藝技術(shù)用于高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)急處理城鎮(zhèn)污水達(dá)到國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838－2002）IV類標(biāo)準(zhǔn)（除TN外）的可行性，為后期城市區(qū)域生活污水的應(yīng)急處理提供新的技術(shù)支撐和工程案例參考。該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。

2、工藝流程

本工程項(xiàng)目采用“格柵+提升泵井+改良SBR反應(yīng)器+濾布濾池”的工藝流程，如圖1所示。市政管網(wǎng)中的生活污水經(jīng)過格柵去除較大懸浮物后，通過提升泵井緩沖后抽至改良SBR反應(yīng)器中進(jìn)行處理，并在生化反應(yīng)后投加少量混凝劑，實(shí)現(xiàn)污水中COD、氨氮、TP的同步去除。經(jīng)SBR反應(yīng)器出水進(jìn)入濾布濾池以去除污水中殘留的SS，確保出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家GB3838－2002IV類標(biāo)準(zhǔn)（除TN外）。處理出水再經(jīng)由消毒后，經(jīng)由外排池作為河涌補(bǔ)給水。

3、工藝構(gòu)筑物、設(shè)備和參數(shù)

3.1 格柵和提升泵井

規(guī)格：格柵渠L×W×H=6.5m×1.0m×6m；提升泵井L×W×H=6.5m×3.2m×8.2m；地埋式鋼筋混凝土水池，1座；HRT=4.5min。

主要配套設(shè)備：污水提升泵：Q=420m3/h，H=20m，N=45kW，材質(zhì)鑄鐵，3臺(tái)（2用1備），潛污泵，帶自耦裝置；機(jī)械細(xì)格柵：柵條凈距10mm，渠寬×渠深=1.0m×6.0m，安裝角度75°，1套。

3.2 改良SBR反應(yīng)器

規(guī)格：?×H=18.33m×7.2m；一體化鋼結(jié)構(gòu)水池（利浦罐），5座；總?cè)莘e：9495m3，總有效容積：8835m3；HRT=10.0h；污泥質(zhì)量濃度：3000～4000mg/L，污泥齡為20天。

主要配套設(shè)備：生化曝氣風(fēng)機(jī)：Q=33m3/min，H=7m，N=55kW，6臺(tái)（5用1冷備）；微孔曝氣盤：?260，含安裝件，氧利用率≥25%（水深6.5m），單個(gè)曝氣盤通氣量≥3m3/h，約3960套；生化出水泵：Q≥420m3/h，H≥6m，N=18.5kW，臥式離心泵，6臺(tái)（4用2備）；生化排泥泵：Q=150m3/h，H=10m，N=7.5kW，臥式離心泵，6臺(tái)（5用1冷備）。

運(yùn)行方式：每座SBR反應(yīng)器進(jìn)水置換比為50%，每個(gè)運(yùn)行周期包括了進(jìn)水1h（進(jìn)水流量Q=840m3/h），曝氣2h，靜置1h，潷水1h，使用反應(yīng)浮桶泵進(jìn)行潷水。

3.3 濾布濾池裝置

規(guī)格：處理能力10000m3/天；成套裝置，2座；驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率0.75kW；含反洗泵Q=50m3/h，H=10m，N=2.2kW，2臺(tái)；電動(dòng)閥6個(gè)，總功率合計(jì)約5.5kW；控制系統(tǒng)：2套。

3.4 清水池

規(guī)格：L×W×H=16.0m×6.0m×2.0m；一體化鋼結(jié)構(gòu)水池，1座；總?cè)莘e：192m3；總有效容積：162m3；HRT=11.6min。

3.5 排放計(jì)量渠

規(guī)格：L×W×H=12.0m×1.0m×1.0m；鋼結(jié)構(gòu)水槽，1座。

主要配套設(shè)備：COD、氨氮、總磷、SS、pH在線監(jiān)測(cè)裝置；巴歇爾流量計(jì)：1套。

3.6 外排池

規(guī)格：L×W×H=4.0m×1.0m×2.0m；一體化鋼結(jié)構(gòu)水池，1座；總?cè)莘e：8m3；總有效容積：6m3；主要配套設(shè)備：外排泵：Q=50m3/h，H=35m，N=11kW，材質(zhì)鑄鐵，1臺(tái)。3.7污泥罐

規(guī)格：?×H=3.2m×6.0m；一體化鋼結(jié)構(gòu)水池，4座；總?cè)莘e：192m3；總有效容積：160m3。

主要配套設(shè)備：污泥進(jìn)料泵：Q=45m3/h，H=1.2MPa，N=30kW，2臺(tái)（1用1備）；污泥池?cái)嚢铏C(jī)：N=5.5kW，4臺(tái)；高壓隔膜板框壓濾機(jī)：過濾面積300m2，1套。

4、工程運(yùn)行效果

本工程項(xiàng)目于2019年6月開始建設(shè)，建設(shè)耗時(shí)1.5個(gè)月，經(jīng)調(diào)試后，于2019年8月竣工通過驗(yàn)收后按設(shè)計(jì)處理水量持續(xù)運(yùn)營(yíng)至今。由圖2可知，整個(gè)工程項(xiàng)目在近5個(gè)月的運(yùn)行過程中處理出水水質(zhì)良好。在COD=200～800mg/L，ρ（氨氮）=15～55mg/L，ρ（TP）=4～14mg/L，ρ（SS）=50～400mg/L的進(jìn)水水質(zhì)條件下，出水COD穩(wěn)定不超過30mg/L，氨氮基本不超過1.5mg/L（僅兩次超標(biāo)，事后排查分析原因是因?yàn)檫M(jìn)水混合了工業(yè)廢水，氨氮濃度短時(shí)間達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的2～3倍），TP穩(wěn)定低于0.3mg/L，SS穩(wěn)定低于10mg/L，處理效果十分穩(wěn)定，出水各項(xiàng)主要指標(biāo)滿足國(guó)家GB3838－2002IV類標(biāo)準(zhǔn)（除TN外），達(dá)到了預(yù)定的處理目標(biāo)。該處理出水作為河涌的補(bǔ)給水，可有效改善城市內(nèi)河涌水質(zhì)質(zhì)量，對(duì)消除和避免河涌黑臭具有重要的作用。

5、工程創(chuàng)新點(diǎn)與成本分析

1）建設(shè)投產(chǎn)速度快。本工程項(xiàng)目的建設(shè)時(shí)長(zhǎng)僅為1.5個(gè)月，相比于一般的污水處理廠耗時(shí)更短，調(diào)試啟動(dòng)及投產(chǎn)速度快，處理效果穩(wěn)定，適用于生活污水旁路應(yīng)急處理。

2）浮桶泵潷水。由于水池為圓形，面積大，且每次需要排水為總水量的50%，如果采用常規(guī)潷水器，需要非標(biāo)定制，價(jià)格高，且缺乏運(yùn)行穩(wěn)定性的保障，故對(duì)SBR出水進(jìn)行改良，采用浮筒泵潷水的方式，潷水水泵加裝了浮桶，改進(jìn)后的潷水水泵持續(xù)隨著液面下降而持續(xù)抽水，在運(yùn)行穩(wěn)定的情況下，出水SS低于20mg/L，后續(xù)經(jīng)濾布濾池過濾，最終出水SS穩(wěn)定小于10mg/L。

3）實(shí)現(xiàn)生化與化學(xué)同步除磷。在改良型SBR反應(yīng)器中，通過控制SV30<15%和SVI值<100，投加少量PAC作為除磷劑，且控制反應(yīng)器的溶解氧處于1.0mg/L左右來保證最大的除磷效果，實(shí)現(xiàn)了污水中TP的高效去除，保障后續(xù)處理出水TP穩(wěn)定低于0.30mg/L。

4）運(yùn)行成本分析。本項(xiàng)目的運(yùn)行成本主要包括了設(shè)備電耗，提升水泵及風(fēng)機(jī)電耗為每噸水0.2元，加藥費(fèi)用為每噸水0.1元，人工為每噸水0.1元，設(shè)備維修為每噸水0.1元，污泥處理及處置費(fèi)用為每噸水0.3元，合計(jì)直接運(yùn)行費(fèi)用為每噸水0.8元。

6、結(jié)論

１）利用改良型SBR工藝可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)生活污水的高標(biāo)準(zhǔn)處理，且具有建設(shè)投產(chǎn)速度快，占地少，運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于城市生活污水的旁路應(yīng)急處理；

２）實(shí)際工程運(yùn)行效果表明，基于改良型SBR反應(yīng)器的生活污水應(yīng)急處理工藝可使得處理出水COD、氨氮、TP和SS等主要指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到準(zhǔn)地表IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，處理后出水可用于河涌補(bǔ)給水，避免河涌黑臭，改善城市水環(huán)境質(zhì)量。（來源：廣州市華綠環(huán)?？萍加邢薰?，華南理工大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院）